Ingeniería Mecatrónica (Lic.)
URI permanente para esta colecciónhttps://hdl.handle.net/20.500.12404/4486
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Ítem Desconocido Implementación de la digitalización del equipo de perforación subterránea tipo taladro largo(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2026) Ramos Gavedia, Gianmarco Simon; Sigüenza Astoquilca, MichelEl presente trabajo de suficiencia profesional aborda la reingeniería y digitalización del sistema de control y monitoreo de un equipo de perforación subterránea de taladros largos, tomando como base el modelo analógico Raptor 7 para su evolución hacia la versión digitalizada Raptor 7X. La problemática central se fundamentó en la obsolescencia de la instrumentación analógica-hidráulica y la vulnerabilidad del sistema eléctrico ante interferencias electromagnéticas, factores que limitaban la precisión operativa y la disponibilidad mecánica del equipo en entornos mineros hostiles. El objetivo general consistió en migrar la arquitectura de control hacia una topología de red digital distribuida bajo el protocolo de comunicación CANopen, permitiendo la integración de capacidades de Industria 4.0, tales como monitoreo remoto y diagnóstico de fallas en tiempo real. La metodología incluyó el diagnóstico y selección de instrumentación robusta con certificación IP67o superior, la sustitución de válvulas convencionales por servoválvulas electrohidráulicas y la calibración de un algoritmo de control PID en entorno CODESYS para el posicionamiento preciso de los cilindros hidráulicos. Asimismo, se desarrollaron interfaces hombre-máquina (HMI) modulares para las etapas de operación y servicio, garantizando la autonomía técnica del personal de planta mediante herramientas de autodiagnóstico y mapeo de I/O. Los resultados obtenidos demuestran una reducción significativa en la complejidad del arnés eléctrico y una optimización de la precisión operativa, logrando un error de posicionamiento inferior a 1 cm en los puntos críticos de perforación. Se concluye que la implementación de sensores magnéticos sin contacto y la estandarización de la comunicación digital no solo elevan la competitividad del equipo en mercados internacionales exigentes, sino que también establecen las bases para futuros desarrollos en mantenimiento predictivo y control autónomo.Ítem Desconocido Overhaul de pala eléctrica en operación minera del sur del Perú(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2026) Revilla Calle, Marco Antonio; Nuñez Cornejo, Ivanovha GraceEl presente trabajo desarrolla mi participación en un Overhaul de pala eléctrica realizado en una operación minera del sur del Perú. Se presentan los objetivos generales del proyecto, tales como la planificación, ejecución y soporte a la puesta en marcha de la pala, asegurando el cumplimiento de los estándares de seguridad y calidad que recomienda el fabricante. El proyecto se ha clasificado en ocho etapas que abarcan desde la planificación previa a la llegada del equipo al punto de trabajo, las actividades de desensamble y reparación, hasta la validación de los parámetros operativos y entrega del equipo. El documento desarrolla las distintas etapas desde varias aristas de la ingeniería como lo son la gestión, planificación y enfoque técnico para cubrir las diversas tareas de desmontajes, montajes, la evaluación minuciosa de componentes mediante metrología y ensayos no destructivos. Se ejecutaron reparaciones estructurales complejas, incluyendo el uso de injertos por soldadura en el boom y técnicas de mecanizado para recuperar geometrías según manuales y procedimientos. El proceso incluye un riguroso comisionamiento eléctrico, hidráulico, neumático y de control, donde se comprobaron que los sistemas cumplan con los parámetros de integridad, eficiencia y seguridad. Como resultados principales, se logró la restauración de la pala a una condición de "cero horas", garantizando la operatividad y optimización en sus movimientos principales de hoist, propel, swing y crowd. Se concluye que el proyecto fue exitoso al entregarse la unidad ocho días antes de la fecha programada y con cero accidentes. La experiencia demuestra que la planificación dinámica y el cumplimiento estricto de los procedimientos OEM son fundamentales para extender la vida útil de activos de alto valor y asegurar la continuidad operacional en la gran minería.Ítem Desconocido Optimización del proceso de evaluación de partes de motor en el servicio de Overhaul de motores mineros de alta potencia(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2026-04) Gamboa Garay, Shirley; Sobrado Malpartida, Eddie AngelLos motores de alta potencia en el rubro de minería son equipos diseñados para aplicaciones exigentes asociadas al proyecto minero, tales como condiciones climáticas drásticas, continuidad de operaciones en periodos de hasta 12 horas y capacidad de traslado de cargas mayores a 200 toneladas. Además, luego de completar las 20000 horas de operación estos motores requieren de un servicio de overhaul (servicio de restauración del equipo con el objetivo de retornar el motor a condiciones óptimas operativas similar a un motor nuevo) para reacondicionamiento y posterior retorno al proyecto minero. En el presente trabajo se plantea la optimización del proceso de evaluación de partes de motores mineros de alta potencia, que es una etapa comprendida dentro del servicio de overhaul. Mediante una integración de desarrollos mecánico, electrónico y software, se brinda una solución a la problemática y necesidad de reducción de tiempos y reducción de eventos de falla de motor por observaciones en partes evaluadas. Cabe mencionar que la solución se orientó bajo lineamientos corporativos pues la seguridad y salud ocupacional, confiabilidad y reducción de tiempos fueron puntos solicitados como necesarios dentro del alcance. Esto conllevó a un desarrollo integral de 3 secciones para cumplir con el requerimiento. La solución mecánica presentada es el volteador de block, que es la parte de motor de mayor dimensión y peso, se brinda una alternativa de giro en ángulos a elección del técnico para reducir posiciones que impacten su ergonomía y salud ocupacional. La solución electrónica presentada es el banco de pruebas de harness, que es el componente con mayor presencia de sensores, se brinda una alternativa de mayor confiabilidad al permitir la evaluación de sensores de temperatura, rpm, voltaje, nivel y presión de aire pues el diseño preexistente solo contemplaba evaluación de presión de aire. La solución de software es el sistema de evaluación digital y control de repuestos nuevos mediante códigos de barras, se brinda un ambiente web para el registro del estado de las partes evaluadas del motor donde se solicitan piezas nuevas por descarte y permite un seguimiento de gestión de recepción y despachos mediante código de barras. En síntesis, se alcanzó a cubrir los requerimientos solicitados al brindar soluciones en 3 secciones dentro del proceso de evaluación de partes de motor.Ítem Desconocido Diseño de sistema de monitoreo centralizado de riego en cultivos de uva, para empresa agroexportadora en Piura(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2026) Quispe Mendoza, Luis Eduardo; Oscanoa Fernández, Héctor HugoEl presente trabajo de suficiencia profesional aborda el diseño de la ingeniería de control, aplicada a un sistema de riego agrícola a gran escala. El proyecto se desarrolla en una unidad productiva dedicada a la exportación de cultivos agrícolas, tomando como caso de estudio el cultivo de uva, para una ampliación aproximada de 1,600 hectáreas. La solución propuesta está orientada a ser replicada en futuras etapas de expansión del sistema de riego, previstas para el periodo 2026–2028. Actualmente, el control y monitoreo del riego se realizan de forma manual, mediante recorridos de campo y registros locales por estación. La activación del riego se ejecuta según turnos establecidos, sin un sistema centralizado de supervisión y control, lo que requiere la presencia de al menos dos operadores por parcela y no permite contar con información en tiempo real. La verificación de las condiciones del riego se realiza al final de cada turno, demandando aproximadamente dos horas diarias por parcela. Frente a esta situación, se propone la implementación de un sistema de monitoreo y control en tiempo real, inicialmente aplicado a una parcela piloto y diseñado bajo un enfoque modular, que permita su replicabilidad en las demás parcelas sin necesidad de rediseñar la arquitectura general. El sistema permitirá supervisar variables ambientales y del estado del suelo, así como operar el sistema de bombeo de forma remota desde una estación de monitoreo central, optimizando los tiempos de operación, reduciendo los recorridos de campo y disminuyendo la cantidad de operadores requeridos. Además, el carácter modular del diseño facilitará la integración de futuras ampliaciones del sistema de riego.Ítem Desconocido Selección y gestión de una válvula de control ON/OFF para el ahorro de energía térmica en planta de elaboración de cerveza(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2026) Delgado Rospigliosi, Edwin Santiago; Portella Delgado, Jhon ManuelEl presente trabajo de suficiencia profesional describe el desarrollo y la implementación de un proyecto técnico realizado durante mi estadía profesional en la planta cervecera de Backus ubicada en la ciudad del Cusco, en el periodo comprendido entre agosto de 2020 y febrero de 2021. Dicho proyecto estuvo orientado a la selección, instrumentación y control de un actuador destinado a regular el flujo de vapor en una etapa crítica del proceso de elaboración de cerveza, con el objetivo de mejorar la estabilidad operativa del proceso, garantizar condiciones adecuadas de producción y contribuir a una operación más eficiente y segura del sistema térmico de la planta. El proceso cervecero industrial depende de manera significativa del control preciso de variables térmicas, siendo el vapor uno de los principales medios de transferencia de energía utilizados en operaciones como el macerado, la cocción del mosto y otros procesos auxiliares. En este contexto, el control del flujo de vapor adquiere un rol fundamental, ya que desviaciones en temperatura o presión pueden afectar directamente la calidad del producto final, el consumo energético y la confiabilidad de la operación. El proyecto se desarrolló en un entorno industrial real, sujeto a restricciones operativas, normativas de seguridad y estándares internos de automatización. Durante el desarrollo del proyecto se realizó la recolección y análisis de datos operativos provenientes del sistema de apoyo a decisiones utilizado en la planta, basado en un sistema de supervisión y control de procesos tipo SCADA/DCS. A través de este sistema fue posible acceder a información histórica y en tiempo real de variables como presión, temperatura y caudal de vapor, lo que permitió caracterizar el comportamiento del proceso, identificar puntos de operación críticos y evaluar el desempeño del sistema existente. Asimismo, se abordó la selección adecuada de la válvula de control del vapor, considerando criterios técnicos como rango de medición, condiciones de operación, compatibilidad con el sistema de control existente y confiabilidad en un entorno industrial exigente. La elección se realizó evaluando su capacidad de respuesta, precisión y robustez, asegurando su correcta integración con la instrumentación de campo y con la arquitectura de automatización de la planta.Ítem Desconocido Sistema de automatización inteligente del proceso de calificación y generación de proyectos de resolución de expedientes mediante modelos de lenguaje(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2026) Rivas Romero, Deglan Jesus; Santos López, Félix MelchorEl presente informe expone la experiencia profesional del diseño e implementación del Sistema de Automatización Inteligente del Proceso de Calificación y Generación de Proyectos de Resolución de Expedientes mediante Modelos de Lenguaje (ExpedientIA). El sistema responde a la escasa automatización en los procesos electorales y al incremento sin precedentes de candidaturas proyectadas para las elecciones 2026, entre 500,000 y 700,000, abordando los dos procesos centrales del sistema: la calificación de expedientes y la generación automatizada de proyectos de resolución. Para alcanzar este objetivo se adoptó la metodología RUP estructurada en tres iteraciones, a partir de la cual se levantaron 155 requerimientos funcionales y 81 no funcionales, documentados en colaboración con especialistas electorales, analistas funcionales y usuarios finales del organismo electoral. El diseño de software se apoyó en el modelo C4 para representar la arquitectura en niveles de contexto y componentes, y en la arquitectura hexagonal para garantizar la escalabilidad hacia futuros tipos de expediente. Las interfaces de usuario, desarrolladas de forma responsiva, integran módulos de gestión de expedientes, calificación asistida, edición y generación de resoluciones, trazabilidad y métricas de uso. Se ejecutaron pruebas unitarias, de integración, de rendimiento y de seguridad para garantizar la calidad del producto previo a su puesta en producción. En todo momento se preservó el principio de human-in-the-loop: el sistema actúa como asistente del abogado calificador, quien conserva la responsabilidad jurídica final de las decisiones. El análisis de costos evidencia una inversión total de S/ 4,475,664.20, con un retorno de inversión del 42.90% sustentado en el ahorro directo por reducción de Asistentes Jurisdiccionales, de cinco a tres por circunscripción electoral. Los resultados obtenidos evidencian una reducción significativa en los tiempos de calificación por expediente y una mayor consistencia en la aplicación de los criterios normativos, consolidando ExpedientIA como una solución escalable y replicable para los procesos electorales peruanos.Ítem Desconocido Diseño de un sistema para la automatización de la alimentación y medida de parámetros ambientales en la crianza de cuyes(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2026) Palma Chon, Rodrigo Javier; Sigüenza Astoquillca, MichelEl Perú concentra más del 71% de las exportaciones mundiales de carne de cuy, siendo la crianza comercial una actividad de creciente importancia económica para más de 800 mil familias productoras. Sin embargo, la gestión manual de galpones genera problemas de control en la alimentación, aumento del tiempo operativo y mayor exposición de los animales a agentes externos que elevan el riesgo de enfermedades. El presente trabajo tiene como objetivo diseñar un sistema mecatrónico para la automatización de la alimentación y el sensado de parámetros ambientales en galpones de crianza de cuyes de hasta 30 jaulas. Para ello, se empleó la metodología Design Methodology for Mechatronic Systems, que estructura el diseño a partir de un diagrama de funciones del cual se derivan los componentes mecánicos, electrónicos y de software del sistema. El sistema diseñado integra dos dispensadores automáticos por jaula —uno para cuyina con capacidad de hasta 5 kg y velocidad de dispensación de 0.1 m/s accionado por un motor NEMA 17 de 0.5 N*m y otro para alfalfa con capacidad de empuje de 4 kg accionado por un motor NEMA 17 de 0.24 N*m— junto con sensores DHT11 para el monitoreo de temperatura (0-50°C, ±1°C) y humedad relativa (20-90% HR, ±5% HR). La estructura de la jaula en perfil de aluminio 2040 fue validada mediante simulación por elementos finitos, obteniendo un desplazamiento máximo de 1,117 mm bajo una carga total de 611,7N, confirmando su resistencia estructural. La información es transmitida mediante protocolo MQTT a una aplicación móvil que permite al criador monitorear en tiempo real el nivel de comida y los parámetros ambientales de hasta 30 jaulas. El diseño destaca por su arquitectura modular y escalable, posicionándose como una solución con potencial transformador para la crianza tecnificada de cuyes en el Perú.Ítem Desconocido Diseño de un sistema mecatrónico automatizado para la recepción, verificación y etiquetado de pruebas moleculares en laboratorios clínicos de mediana a alta capacidad(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2026) Espinoza Chuquitucto, Carmen María; Villota Cerna, Elizabeth RoxanaLa pandemia de COVID-19 expuso las vulnerabilidades de los sistemas de salud en todo el mundo, llevando al límite su capacidad de respuesta y revelando la necesidad urgente de optimización de procesos. Desde el 2020, el SARS-CoV-2, virus causante de la enfermedad, transformó profundamente la atención médica y obligó a los laboratorios clínicos a mantener su rol fundamental de diagnóstico y monitoreo, a pesar de las limitaciones y altos riesgos. En el Perú, el personal de laboratorio clínico desempeña un papel clave en la identificación de casos de contagios. Sin embargo, ciertos procesos preanalíticos, como la recepción de muestras, aún se realizan manualmente, generando cuellos de botella y riesgos a la salud. Este trabajo propone una solución de automatización para optimizar la recepción de muestras en los laboratorios clínicos, siendo aplicable a contextos con características similares. La metodología incluye el análisis de conceptos en automatización en el sector de salud y una revisión del estado del arte para identificar sistemas relevantes. A partir de las necesidades de los usuarios, se definieron los requerimientos de diseño y se evaluaron distintas alternativas para seleccionar un diseño conceptual óptimo. El sistema propuesto incluye planos mecánicos, electrónicos, eléctricos y control, integrando todos los dominios del sistema mecatrónico. A lo largo del documento se expone a detalle el desarrollo del proyecto. El Capítulo 1, describe la problemática, objetivos y metodología para definir la idea del producto preliminar. El Capítulo 2 presenta el marco teórico, el estado del arte, y normativas relacionadas. El Capítulo 3, se desarrolla el diseño conceptual y bosquejos del sistema. Finalmente, el Capítulo 4 detalla el diseño integral de la solución completa y eficaz. Como resultado, el sistema diseñado permite procesar como mínimo 160 tubos/hora, logrando una reducción del 25% en el tiempo de recepción de muestras del área de logística, y cumple con los lineamientos de la normativa ISO 15189 para laboratorios clínicos.Ítem Desconocido Aplicación web para la gestión de afiliaciones orientada a la optimización de procesos operativos y financieros en el mercado asegurador estadounidense(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2026) Vallejo Méndez, José Alonso; Santos Lopez, Félix MelchorEn este presente documento se detalla como objetivo principal la descripción de un trabajo profesional relacionado al diseño e implementación de una aplicación web orientada a la gestión de afiliaciones, cuyo propósito es optimizar procesos operativos y financieros en una empresa del sector asegurador dentro del mercado estadounidense. Las problemáticas críticas a las que responde dicho sistema es la gestión manual de información, la precaria trazabilidad de las afiliaciones y comisiones y la falta de integración entre plataformas externas. Con respecto a la solución propuesta, se implementó bajo la metodología ágil SCRUM, siendo estructurado en un total de doce sprints, donde cada sprint está constituido por dos semanas, las cuales permitieron implementar de manera incremental los distintos módulos principales, incluyendo la gestión de afiliaciones (Enrollments Core), el procesamiento de datos de comisiones (Data Import) y la interfaz de usuario (Enrollments UI). Esta metodología benefició a la adaptación de imprevistos, entrega continua de funcionalidades y desarrollo progresivo de los requerimientos del sistema. En cuanto al diseño del proyecto, se implementó una arquitectura distribuida basada en servicios en la nube, utilizando como principales tecnologías las de Microsoft Azure y Amazon Web Services (AWS), lo que permitió garantizar escalabilidad, disponibilidad y eficiencia en el procesamiento de datos. De igual forma, se emplearon tecnologías modernas como GraphQL para el manejo de ellos, React para el desarrollo de interfaces de usuario y PostgreSQL como sistema de base de datos, asegurando una solución escalable y sostenible. El sistema desarrollado da la capacidad de centralizar la información de afiliaciones provenientes de diversas plataformas externas, automatizar el registro y validación de datos; así como mejorar la trazabilidad de procesos futuros asociados a la gestión de comisiones. Adicionalmente, posee funcionalidades como generación de reportes para el área contable, visualización de datos y mecanismos de control que facilitan la toma de decisiones dentro de la empresa. Los resultados obtenidos evidencian una mejora significativa en la eficiencia operativa, reduciendo la dependencia de procesos manuales, disminuyendo errores en la gestión de información y mejorando los tiempos de procesamiento de afiliaciones y comisiones. Asimismo, se logró un adecuado tiempo de respuesta y disponibilidad del sistema bajo condiciones de carga concurrente. En conclusión, el presente trabajo demuestra la importancia de implementar soluciones tecnológicas centralizadas en entornos empresariales complejos, destacando el impacto positivo de la automatización, la integración de sistemas y el uso de arquitecturas modernas en la optimización de procesos críticos dentro del sector asegurador.Ítem Desconocido Desarrollo de una metodología para la mejora de disponibilidad y confiabilidad de equipo de perforación de minera subterránea mediante el cambio de componentes mayores para el alargamiento en el tiempo de vida útil del equipo(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2026) Navarro De la Flor, Paulette; Sigüenza Astoquillca, MichelLa minería en el Perú se clasifica según el método de extracción, ya sea a tajo abierto o subterránea. Dentro del grupo de mineras subterráneas existe una mina reconocida mundialmente por la producción de estaño y para ello se suelen usar equipos de perforación y acarreo para la extracción y transporte del mineral. El proceso de extracción comienza con el perforado de la roca el cual es realizado por los equipos de perforación, en este caso son los equipos jumbo para barrenos largos. La mina asigna un presupuesto mensual para el mantenimiento de estos equipos y ,adicionalmente, existe un monto asignado para los mantenimientos mayores como son la compra de componentes o los mantenimientos de media vida u overhauls. Estos mantenimientos mayores se suelen realizar a la mitad de la vida útil del equipo con el fin de alargar su tiempo de vida y asegurar su confiabilidad durante la operación. El problema radica en que suele ser muy costoso y los tiempos de entrega son prolongados. Además, se suelen cambiar de manera innecesaria componentes que podrían seguir operando lo cual incurre en gastos innecesarios para la empresa. El objetivo de este informe es implementar una metodología de mejora de equipamiento de un equipo de perforación de una minera subterránea para el alargamiento de su vida útil con el fin de mejorar su confiabilidad durante la operación. A inicios del año 2025 se realizó el primer cambio de componentes mayores a un equipo de perforación y los resultados fueron favorables debido a que el costo total fue menor a la quinta parte del costo de un overhaul, el porcentaje de fallas disminuyó en un 63% a diferencia del año anterior y se prolongó su tiempo de vida un año más hasta la fecha de su overhaul. En base a la experiencia previa favorable es que se plantea nuevamente realizar el mismo procedimiento a un equipo próximo a cumplir su media vida de operación.